金柑是原产于中国的一种柑橘亚科（Aurantioideae）金柑属（Fortunella Swingle）的常绿水果植物,为柑橘属的近缘属。柑橘的果皮等组织的油胞中含有多种成分的精油,是世界上植物精油的最主要来源。金柑果实是柑橘中主要的果皮和果肉共同鲜食的果实,果皮中所含的精油对口感、风味及人体的健康等有显著的影响。目前,有关金柑油胞发育及精油合成的遗传调控方面的研究鲜有报道。本研究利用金柑油胞性状的突变体材料对油胞形成与发育,精油合成与积累等方面的遗传机制进行研究,主要结果如下:（1）金柑油胞发育相关基因的鉴定通过母本宁波罗纹金柑和父本滑皮金柑（油胞突变体）及其杂交F₁代群体进行表型性状分析,构建极端表型性状群体（多油胞植株混池和少油胞植株混池）进行基因组重测序,通过BSA分析（Bulked Segregant Analysis）以及转录组测序分析,筛选与油胞发育相关的基因。重测序-BSA分析筛选到10个与油胞发育相关的候选基因。同源性分析指出,其中6个基因的生物学功能已经确定。从其生物学功能可以推测,羧酸酯酶基因Ciclev10005338m.g和半胱氨酸蛋白酶Ciclev10005334m.g可能参与油腺体周边组织细胞的程序死亡;磷诱导蛋白基因Ciclev10005370m.g和羟甲基戊二酰辅酶合成酶基因Ciclev10005099m.g与油胞发育早期的分泌细胞的分裂分化相关;而果胶甲酯酶抑制子家族基因Ciclev10004719m.g和MYB85蛋白基因Ciclev10005666m.g与成熟油胞结构外围扁平细胞的细胞壁的形成有关。细胞色素P450家族基因Ciclev10004733m.g和Ciclev10006782m.g,葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶基因Ciclev10006541m.g,过氧化物酶基因Ciclev10005804m.g 4个基因尚未报道其参与的具体代谢途径,但与植物生长发育有关。通过比较分析转录组的差异表达基因,筛选到4个候选相关基因。根据其同源基因的生物学功能可以得知,HXXXD-type酰基转移酶基因Ciclev10011796m.g,Ciclev10024067m.g,Ciclev10028504m.g可能影响油胞发育与精油的积累。葡萄糖苷酶基因Ciclev10031212m.g可能在柑橘中通过控制以糖苷形式存在的萜烯类化合物的释放影响精油的合成与积累。上述研究筛选到的候选基因将在未来的工作中进行进一步分析,确定其与油胞发育和精油合成的关系。（2）金柑d-柠檬烯合成酶基因（FcLS）的克隆及多样性分析柠檬烯是柑橘精油的最主要组成成分。通过同源克隆结合RACE（Rapid amplification of cDNA ends）技术,从融安金柑中分离得到了18个高度相似的d-柠檬烯合成酶（limonene synthase,LS）基因的全长cDNA序列（GenBank accession number:MH537603-MH537620）。序列分析表明,FcLS基因的ORF框全长1821bp,编码606个氨基酸的亲水蛋白,在N-端还具有一个25个氨基酸的叶绿体信号肽。并且通过同源性分析发现,柑橘LS基因中均具有DDxxD,NST/DTE和RR（x）8W保守基序。FcLS基因在金柑果皮中高表达,表现出明显的组织特异性。利用基因组重测序以及数字基因表达谱（Digital gene expression profiling,DGE）数据对同源序列进行比对分析,发现18个FcLS基因的变异来源于12个SNP位点的改变,而部分位点发生的同义突变,致使其编码12种FcLS蛋白。并且在重测序数据中SNP位点信息比转录组数据更为丰富。通过FcLS蛋白的三维结构预测,可以发现SNP位点的变化未引起其蛋白晶体结构的改变,表明LS基因在功能上高度保守。金柑的FcLS基因与其他柑橘的LS不仅有明显的序列差异,而且是存在SNP位点差异的多拷贝重复基因。（3）金柑d-柠檬烯合成酶基因（FcLS1₁）的功能鉴定利用FcLS1₁基因的序列构建了携带组氨酸标签的原核表达载体pET28a-LS,并转化到大肠杆菌Transetta（DE3）进行融合蛋白的诱导表达,通过镍柱亲和层析的方式对融合蛋白FcLS1进行分离纯化。根据萜烯合成途径的相关反应,以牻牛儿基焦磷酸（Geranylpyrophosphate,GPP）,法尼基焦磷酸（Farnesylpyrophosphate,FPP）和牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸（Geranylgeranylpyrophosphate,GGPP）为底物与融合蛋白FcLS1进行酶促反应,利用GC-MS对获得的挥发性酶促产物进行功能鉴定。结果表明,FcLS1是具有活性的可溶性蛋白,其与底物GPP能够特异性发生反应产生大量的d-柠檬烯。说明FcLS1₁基因编码具有活性的d-柠檬烯合成酶。